Проучвания in vitro са показали, че пеметрексед се проявява като мултитаргетен антифолат, чрез инхибиране на тимидилат синтаза (ТС), дихидрофолат редуктаза (DHFR), и глицинамид рибонуклеотид формилтрансфераза (GARFT), които са ключови фолат- зависими ензими за de novo биосинтеза на тимидиновите и пуринови нуклеотиди.
Studiile in vitro au arătat că pemetrexed se comportă ca un antifolat multi- ţintă prin inhibarea timidilat sintetazei (TS), dihidrofolat reductazei (DHFR) şi glicinamid ribonucleotid formiltransferazei (GARFT), care sunt enzimele cheie, folat- dependente, pentru biosinteza de novo a nucleotidelor timidinice şi purinice.